SU754522A1 - Просвечивающий. растровый электронный микроскоп 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к электронной микроскопии, в частности, к просвечивающим растровым электронным микроскопам. _с

Известен растровый электронный микроскоп, содержащий осветительную систему , фокусирующую систему с объектодержателем, расположенным в зазоре между полюсными наконечниками объективной линзы, отклоняющую ’ систему, систему регистрации сигналов с объекта, включающую детекторы отраженных, вторичных электронов и вилеоконтролъное устройство. ^-

. 1

В данном электронном микроскопе изображение во вторичных электронах формируется -благодаря их сбору с по-¹ мощью фокусирующего магнитного поля, соЬдаваемого соленоидом, расположен- ; ный в магнитопроводе объективной линзы. Каналы полюсных наконечников которой имеют сравнительно большие размеры, обусловленные размерами размещенного в них соленоида М· <

Такое конструктивное выполнение объективной линзы является причиной возникновения сферических и хроматических аберраций, в связи с чем данный прцбор обладает существенными ;

2

недостатками - сравнительно .низкой разрешающей способностью.

Наиболее близким по технической сущности является просвечивающий растровый, электронный микроскоп, содержащий осветительную и фокусирующие системы, объектодержатель, расположенный в зазоре между полюсными наконечниками объективной линзы, от клоняющую систему,детекторы прошедших, вторичных и отраженных электронов и видеоконтрольное устройство.

В устройстве изображение во вторичных электронах формируется путем их сбора с помощью магнитного поля объективной линзы с несимметричными полюсными наконечниками рЗ .

Недостатком этого устройства является его недостаточная разрешающая способность, так как используемая в нем объективная линза с несимме тричными полюсными Наконечниками не обеспечивает полного сбора вторичных электронов и не является оптимальной в отношении аберраций.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности просвечивающего растрового электронного

микроскопа.

3

754522

4

Указанная цель достигается тем, что в качестве объективной линзы установлен трубчатый умножитель вторичных электронов,, расположенный между объектодержателем и детектором вторичных электронов и снабженный кольцевым сцинтиллятором и проводящим экраном, изолированным друг от друга и установленными по оси микроскопа .

На чертеже показана конструктивная схема выполнения основных узлов устройства.

Устройство содержит - просвечивающий растровый электронный микроскоп, фокусирующую систему, включающую объективную линзу 1 с симметричными магнитопроводом и полюсными наконечниками 2, между которыми расположен объектодержатель 3 с исследуемым объектом. В канале маг-: нитопровода объективной линзы 1,. между детекторами вторичных 4 и отраженных электронов 5, расположены стигматор 6, отклоняющая система 7, трубчатый умножитель 8 вторичных электронов . Последний может быть выполнен из стекла или другого диэлектрика. Внутренняя поверхность умножителя покрывается слоем проводящего материала (например никеля, молибдена и др.), участвующего в создании ускоряющего поля с постоянным градиентом напряжения по высоте умножителя и обеспечивающего возникновение вто- . ричной электронной эмиссии. Трубчатый умножитель может также быть выполнен из высокосвпнцовистого стекла, имеющего коэффициент вторичной электронной эмиссии более 3.

Детектор 4 вторичных электронов, светопровод 9 которого состоит из кольцевой и цилиндрической частей, дополнительно снабжен кольцевым сцинтиллятором 10, подключенным к автономному источнику питания, и проводящим экраном -11, разделенными между собой изолирующим кольцом 12.

Наружные.поверхности кольцевого сцинтиллятора 10 и кольцевой части светопровода 9 детектора вторичных электронов, кроме их контактной поверхности, покрыты зеркально отражающим металлическим слоем для повышения эффективности сбора световых квантов. ' .

Зд объектодержателем 3 с противоположной стороны от детектора 5 отраженных 'электронов , расположен детектор 13 прошедших электронов. Все детекторы подключены к видеоконтрольному устройству.

Устройство работает следующим образом.

Первичный электронный пучок, сформированный осветительной системой,· фокусируется на объекте, размещенном в объектодержателе 3.

Выполнение входящей в фокусирующую систему объективной линзы 1 с симметричными полюсными наконечни- ками и магнитопроводом обеспечивает малые сферичеЪкие и хроматические аберрации, вносимые ею.

Посредством отклоняющей системы и магнитного поля объективной линзы 1 производится сканирование объекта сфокусированным электронным зондом. Первичный электронный пучок при падении на объект вызывает появление вторичных и обратно отраженных электронов. Все вторичные электроны, генерируемые объектом, концентрируются по оси микроскопа магнитным полем объективной линзы 1, стигматора 6, предназначенного для устранения ее остаточного астигматизма.

Из области магнитного поля объективной линзы вторичные электроны выводятся 'благодаря воздействию ускоряющего электрического поля трубчатого умножителя 8 вторичных электронов. От автономного источника питания на один конец вблизи объекта трубчатого умножителя вторичных электронов подается регулируемое напря.жение отрицательной полярности по отношению к потенциалу земли, а на другой - положительной полярности.

За счет разности потенциалов на концах трубчатого умножителя вторичных элементов он усиливает (с малым коэффициентом шумов)поток вторичных электронов и транспортирует его к детектору 4 вторичных электронов. Возможность изменения отрицательного потенциала, приложенного к концу трубчатого умножителя, позволяет производить отбор электронов .по энергиям и, тем самым, получать более полную информацию об объекте.

Ускоренные до необходимой энергии вторичные электроны попадают на кольцевой сцинтиллятор 10, где фокусируются электрическим полем, возникающим в пространстве между зеркально отражающим металлическим слоем кольцевого сцинтиллятора 10 и проводящим экраном 11, изолированными между собой кольцом 12, при подаче на кольцевой сцинтиллятор напряжения 6—' .15 кВ от автономного источника питания. Благодаря кольцевой форме сцинтиллятора 10, вокруг него создается электрическое поле, обладающее вращательной симметрией. После преобразования энергии вторичных электронов в световые кванты, последние по светопроводу 9 передаются далее на фотоэлектронный умножитель, где преобразуются в электрические сигналы.·

Предлагаемый просвечивающий растровый электронный микроскоп позволяет за счет снижения хроматических и сферических аберраций и обеспечения полного сбора вторичных электронов повысить разрешающую способ5

754522

6

ность электронного микроскопа при получении изображений во вторичных электронах до 0,2-0,25 нм.

Разрешающая способность предлагаемого микроскопа повышается также за счет исключения астигматизма, 5 вызванного несимметричностью электрического поля,сцинтиллятора.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Просвечивающий растровый электронный микроскоп, содержащий осветительную и фокусирующую системы, объектодержатель, расположенный в зазоре между полюсными наконечниками объективной линзы, отклоняющую систему, детекторы прошедших, вторичных и отраженных электронов и видеоконтрольное устройство, отличаю щи йс я тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в канале объективной линзы установлен трубчатый умножитель вторичных электронов, расположенный между объектодержателем и детектором вторичных электронов и снабженный кольцевым сцинтиллятором и проводящим экраном, изолированным друг от друга и установленными по оси микроскопа.